Xem mẫu
- Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 12 Số 01 năm 2022
So sánh cường độEiPGtQKJLữDFốWWKpSYới bê tông trong môi trườQJWự
QKLrQYjQKkQWạR
1JX\ễQ/r7KL 1JX\ễQ+ảL&KkX 1JX\ễQ4XDQJ7QJ
3KzQJ1JKLệSYụ7UXQJWkP.ỹWKXậW7LrXFKXẩn Đo lườQJ&Kất lượQJ 48$7(67
-
&{QJW\&ổSKầQ.KRDKọF&{QJQJKệ9LệW1DP %86$'&2
-
TỪ KHOÁ TÓM TẮT
%rW{QJ %jLEiRWUuQKEj\FiFkết quả thực nghiệm so sánh cường độ bám dính của cốt thép với bê tông cốt sợi
&ường độ bám dính phân tán bảo dưỡng trong điều kiện môi trường tự nhiên ven biển Bình Đại, Bến Tre; môi trường phòng
&ốt thép
thí nghiệm và môi trường lão hóa nhân tạo (528 giờ phun sương muối và 220 giờlão hóa thời tiết). Kết
0ôi trường tự nhiên
quả nghiên cứu trong vòng 2 năm cho thấy cường độ bám dính của cốt thép với bê tông bảo dưỡng trong
/ão hóa nhân tạo
điều kiện tự nhiên ven biển gia tăng theo thời gian và có suy giảm tuy không nhiều so với mẫu đối chứng
bảo dưỡng trong phòng thí nghiệm. Trong nghiên cứu này, cường độ bám dính của mẫu cốt thép với bê
tông sau khi được lão hóa nhân tạo 748 giờ sẽ tương đương với thời gian bảo dưỡng trong điều kiện môi
trường tự nhiên ven biển khoảng 234 ngày.
.(
- 5HVHDUFK UHVXOWVZLWKLQ\HDUV VKRZ WKDW WKH
1DWXUDOHQYLURQPHQW
ERQGVWUHQJWKRIUHEDULQILEHUFRQFUHWHFXUHGLQQDWXUDOFRDVWDOFRQGLWLRQVLQFUHDVHVRYHUWLPHDQGKDVD
$UWLILFLDODJLQJ
GHFUHDVHEXWQRWPXFKFRPSDUHGWRWKHFRQWUROVDPSOHVFXULQJLQWKHODERUDWRU\,QWKLVVWXG\WKHERQG
VWUHQJWKRIUHEDULQILEHUFRQFUHWHDIWHUH[SRVXUHWRDUWLILFLDODJLQJIRUKRXUVZLOOEHHTXLYDOHQWWRWKH
FXULQJWLPHLQWKHQDWXUDOFRDVWDOHQYLURQPHQWRIDERXWGD\V
Giới thiệu nghiên cứu tập trung trên các mẫu cốt thép bị ăn mòn NKiF QKDX
>@>@> @>@Nghiên cứu sự suy giảm độ bền liên kết của cốt thép bị
Phần lớn kết cấu bê tông cốt thép bị hư hỏng trong môi trường ăn mòn với bê tông dựa trên các mô hình phần tử hữu hạn ba chiều và
biển là do cốt thép bị ăn mòn >@. Sự hư hỏng thường được thể hiện các kết quả thực nghiệm trong phòng thí nghiệm > @ &iF nghiên cứu
qua các hiện tượng nứt lớp bê tông bảo vệ (do gỉ thép gây giãn nở), cho thấy có tương quan giữa mức độ ăn mòn cốt thép Yjviệc giảm độ
giảm tiết diện cốt thép chịu lực do bị ăn mòn và suy giảm liên kết bê bền liên kết. Ở Việt Nam, nghiên cứuFường độ bám dính cốt thép với
W{QJ–cốt thép, làm kết cấu bê tông cốt thép bị tổn thất khả năng chịu bê tông M60 (với cốt sợi phân tán, silicafume, phụ gia siêu dẻo), chiều
lực. Liên kết giữa cốt thép và bê tông thường được đặc trưng bởi giá trị dày bê tông bảo vệ cốt thép 45 mm trong thời gian 2 nămởđiều kiện
cường độ bám dính giữa cốt thép và bê tông. Giá trị này trong môi tự nhiên ven biển đồng bằng Sông Cửu Long>@
trường ăn mòn như nước biển, có thể bị suy giảm do các cơ chế: giảm Thực tế, việc thựcnghiệm trong điều kiện môi trường tự nhiên
ma sát liên kết bê tông với cốt thép do gỉ hình thành trên mặt cốt thép, sẽ cho kết quả tin cậy nhất. TX\ QKLrQ thời gian thử nghiệm Qj\
giảm diện tích tiếp xúc cốt thép vớiErW{Qg do lớp bê tông bảo vệ cốt thường rất dài, nhất là liên quan đến độ bền lâu của sản phẩm 'R
thép bị nứt tách khỏi cốt thép và sự kết hợp của cả hai cơ chế trên. vậy,thường áp dụng việc thử nghiệm gia tốc để rút ngắn đáng kể thời
Cường độ bám dính của cốt thép với bê tông thường được xác gian nghiên cứunhưng vẫn đảm bảo độ tin cậy
định bằng phương pháp kéo nhổ (pullRXW
- >@. Cường độ bám dính này Đối với nghiên cứu ăn mòn ErW{QJcốt thép, sự ăn mòn của cốt
đã được nhiềutác giả nghiên cứu trong các điều kiện khác nhaunhư WKpS trong các mẫu thường được JLD tốc bằng cách tạo ra sự chênh
đặc tính cường độ EiPGtQKcủa cốt thép phủ epoxyWURQJnước >@KD\ lệch điện thế giữa các thanh cốt thép và một cực âm gần đó WKHR
môi trường biển >@; Ảnh hưởng của các mức độ ăn mòn khác nhau đối hướng dẫn của tiêu chuẩn NT Build 356 >@. Phương pháp để đo
với các thanh thép đến cường độ bám dính vớiErW{QJ>@ &ường độ mức độ ăn mòn cốt thép được tính theo lượng hao hụt của cốt thép
EiPGtQKcủa bê tông cường độ cao với cốt thép cường độ cao>@ &iF sau khi được lấy ra khỏi mẫu thử so với mẫu ban đầu 1ghiên cứu
*Liên hệ tác giả: WKLQO#TXDWHVWFRPYQ
NhậnQJj\Vửa xongQJj\/2021, chấpnhận đăng 15/01/2022 JOMC 48
KWWSV GRLRUJMRPF
- Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 12 Số 01 năm 2022
>@ Vử dụng Fhất điện phân là dung dịch lỗ rỗng WURQJ Er W{QJ Fy họa tính silica fume 5,0 %, phụ gia siêu dẻo 0,8 L/ 100 kg xi măng và
chứa FORUXDQDWUL 1D&O
- được thêm vào ở giai đoạn trộnErW{QJ&iF hàm lượng sợi PP 6,0 kg/m bê tông để bê tông cốt sợi có độ sụt
LRQ&O từ clorua natri sau đó bị hút vào cực dương để tăng tốc độ ăn (4±2) cm. Chi tiết cấp phối bê tông cốt sợi cho ở Bảng 2.
PzQNghiên cứu gia tốc ăn mòn cốWWKpStrong bê tông cốt thép gần
đây ở Việt Nam >@>@ mô tả các mẫu bê tông cốt thép bắt đầu Bảng 1.Tính chất cơ lý của sợi PP và cốt Thép
được thí nghiệm gia tốc khi đủ tuổi 28 ngày. Mẫu được ngâm trong Kết quả thử nghiệm
dung dịch NaCl 3% sao cho luôn giữ mực nước cách đỉnh mẫu là 3 77 Tên chỉ tiêu
cm, cốt thép được nối với cực dương của nguồn điện 1 chiều có điện 33 Cốt tKpS
thế không đổi 5V, cực âm nối với một điện cực khác bằng thép không Đường kính danh nghĩa, mm
gỉ cùng nhúng trong dung dịch. Dưới tác động của dòng điện, tốc độ
Đường kính thực tế, mm
khuyếch tán ion Clvào trong bê tông tăng nhanh và quá trình ăn mòn
cốt thép được JLDtốc mạnh, tạo gỉ gây nứt WUrQmẫuErW{QJ Giới hạn bền kéo,MPa
Hiện nay, các nghiên cứu đánh giá biện pháp bảo vệ cho kết
Độ giãn dài, %
cấu thép như chiều dày lớp mạ, màng sơn thường sử dụng thử
nghiệm khả năng chịu phun sương muối (mù muối) trong khi đánh Mô đun đàn hồi, GPa
giá tuổi thọ của vật liệu phi kim như nhựa, cao su, chất két dính,
thường sử dụng thiết bị lão hóa thời tiết, mô phỏng nhiệt độ, áp suất,
Bảng 2.Thành phần cấp phối bê tông cốt sợiSKkQWiQ
nước… >@
77 Cấp Thành phần cho 1 mErW{QJ
0{Ltrường lão hóa nhân tạo sử dụng trong nghiên cứu này là
phối ; &Đ &6 Đ 1 6L
sự kết hợp liên quan đến tạo môi trường ăn mòn tương đối cho các
NJ NJ NJ NJ / NJ
mẫu kim loại và lão hóa thời tiết cho các mẫu phi kim đã nêu trên
Nghiên cứu đã sử dụng phương pháp thực nghiệmVRViQKđể tìm ra
tương quan giữa cường độ bám dính của cốt thép với bê tông trong
môi trường thực tế ven biển Bình Đại, Bến Tre so với mẫu đối chứng Mẫu thử cường độ bám dính với bê tông có kích thước
trong phòng thí nghiệm và mẫu lão hóa nhân tạo. Thời gian nghiên ' +
- PP hoặc (75x75[
- PP, được chuẩn bị bằng
cứu ở hiện trường và trong phòng thí nghiệm khoảng 2 năm. cách bọc sáp phần cốt thép >@>@ để giữ chiều sâu chôn khoảng
PPPP –G
- cốt thép ngập trong bê tông để nghiên cứu bám
Vậtliệu và phương pháp nghiên cứu dính. Chi tiết công tác chuẩn bị mô tả ở Hình 2.
Tiến hành đúc 08 tổ mẫu thử ở điều kiện môi trường tự nhiên
Sử dụng các loại nguyên vật liệu có sẵn, phổ biến tại khu vực gồm 03 viên/ tổ mẫu, có kích thước mỗi mẫu (D=100, H = 100)
phía Nam nói chung và đồng bằng sông Cửu Long nói riêng. Trong đó, mm, có chiều sâu chôn xấp xỉ 50 mm được đúc, bảo dưỡngQJj\
có vật liệu mới qua áp dụng thực tế đã phát huy hiệu quả tốt như cốt trong phòng thí nghiệm. Sau đó được tiếp tục lưu giữ trong môi
sợi PP Forta Ferro. Xi măng sử dụng trong nghiên cứu (X) là xi măng trường nước biển ven bờ tại Bình Đại – Bến Tre, nơi có mức độ ăn
PCB 40 phù hợp TCVN 6260:2009 >@; cốt liệu nhỏ C (cát mịn là cát PzQ điển hình của khu vực tự nhiên ven biển Đồng bằng Sông Cửu
V{QJ &V
- – có mô đun độ lớn là 2,2 phối hợp với cát thô – cát đồi /RQJ >@. Các mẫu đối chứng có kích thước và cấp phối tương tự,
&Đ
- Fó mô đun độ lớn là 3,5) và cốt liệu lớn là Đá dăm(Đ)'PD[ được ngâm nước trong phòng thí nghiệm trong thời gian từ tháng
20 mm, phù hợp TCVN 7570:2006 >@; phụ gia khoáng hoạt tính 07/2018 đến 07/2020.
VLOLFDIXPH 6L) phù hợp T&91 >@, phụ gia hóa học siêu Tiến hành đúc 03 tổ mẫu thử ở điều kiện lão hóa nhân tạo
dẻo thế hệ 3, gốc cacboncylate phù hợp TCVN 8826:2011 > @. Cốt Pẫu thử gồm 03 viên/ tổ mẫu, có kích thước mỗi mẫu (75 x 75 x 75)
sợi polypropylene (PP) của Forta Ferro loại sợi 54 mm phù hợp theo mm, có chiều sâu chôn xấp xỉ 35 mm. Sau 28 ngày tuổi, 02 tổ mẫu
$670& >@%6(1 >@7&91 >@ được đưa vào lão hóa trong môi trường sương muối. Sau khi lão hóa
Cốt thép có đường kính danh nghĩa d=10 mm, phù hợp theo TCVN trong môi trường sương muối, 01 tổ mẫu được đem thử Cường độ
>@. Tính chất cơ lý của cốt sợi phân tán PP và cốt Thép bám dính, 01 tổ mẫu tiếp tục lão hóa thời tiết và sau đó được đem
cho ở Bảng 1. thử cùng tổ mẫu đối chứng bảo dưỡng trong điều kiện phòng thí
Tiêu chuẩn về phòng chống ăn mòn cho bê tông và bê tông cốt nghiệm để so sánhSự khác nhau về kích thước của mẫu thử ở điều
thép sử dụng trong môi trường biển TCVN 9346:2012 >@thì cần sử kiện lão hóa nhân tạo so với mẫu thử ở điều kiện môi trường tự nhiên
dụng vật liệu tỉ lệ N/CKD < 0,45 với hàm lượng xi măng tối thiểu là là do hạn chế về kích thước của thiết bị lão hóa thời tiết.
NJP bê tông. Nghiên cứu cố định hàm lượng phụ gia khoáng
JOMC 49
- Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 12 Số 01 năm 2022
+uQKChuẩn bị mẫu thử cường độ nén và bám dính của cốt thép với bê tông
+uQKBảo dưỡng các mẫu thử tại Bình Đại, Bến Tre
Môi trường lão hóa nhân tạo gồm: sương muối và lão hóa thời mái, chất két dính, bao bì… Sử dụng đèn Xenon; công suất chiếu
tiết bằng ánh sáng tia cực tím, nhiệt độ, độ ẩm, ngập nước chi tiết :P; nhiệt độ (63 ± 3) RC; chu kỳ: 48 phút chiếu đèn, 12
như sau: phút chiếu đèn và phun nước; Thời gian chiếu đèn lưu giữ 220
- Điều kiện môi trường sương muối theo $670%>@,62 giờ tương ứng với 220 chu kỳ. Thời gian này xấp xỉ 2 năm nếu
>@ 7&91 >@: Thành phần dung dịch tính theo lượng tia UV >@đủ để tạo cho vật liệu sợi bị lão hóa
muối: clorua natri 5% và nước cất 95%; Độ pH của dung dịch khi để ngoài trời tương tự như điều kiện làm việc trong môi
muối: pH = 7; Nhiệt độ môi trường: (34 –
- C; Thể tích SKXQ
R trường tự nhiên ở vùng nước có thủy triều lên xuống. Thiết bị
của dung dịch muối: 1,5 mL/h/ 80 cm và áp suất phun 0,1 MPa;
thử lão hóa thời tiết mô tả ở Hình 4.
Thời gian lưu giữ: Có thể lựa chọn 7Kiết bị sử dụng thử độ bám dính có thang đo 100 kN, vạch
hoặc 720 giờTheo nghiên cứu trên mẫu cốt thép thanh vằn và chia 0,1 kN, độ chính xác 1% và bộ gá để thử độ bám dính được mô
tôn mạ kèmWhời gian giờđủ để tạo cho cốt thép bị gỉ, tạo tả ở Hình 5.
hiện tượng ăn mòn cốt thép. Thiết bị thử phun sương muối cho &Kỉ WLrX FầQ QJKLrQ Fứu đánh giá, so sánh là cường độ EiP
ở Hình 3 GtQKJLữDFốWWKpSYới bê tông khi ngâm trong môi trườQJWKựFWếWạL
- Điều kiện lão hóa thời tiết theo ASTM D 6551/D6551M
- KLện trườQJ YHQ ELển (HT) và môi trườQJ OmR KyD QKkQ WạR /+
-
>@ $670 * > @ JLả Oập điềX NLệQ WKờL WLếW Wự QKLrQ Cường độEiPGtQK𝞽𝞽được tính theo công thức sau >@
F
cường độ áQK ViQJ, nhiệt độ, độ ẩm, ngập nước. Thiết bị này τ
πdL
thường dùng để khảR VáW ảnh hưởQJ FủD WKờL WLếWOrQWíQK FKấW Trong đó: F là lực kéo phá hủy, d là đường kính làm việc thực
YậWOLệu phi kim loại như nhựa, cao su, chất bịt kín, vật liệu lợp tế và L là chiều sâu làm việc của cốt thép.
JOMC 50
- Tạp chí Vật liệu & Xây dựng Tập 12 Số 01 năm 2022
+uQKThiết bị thử phun sương muối +uQKThiết bị thử lão hóa thời tiết
–Model S1000, hãng Ascott, Mỹ 0RGHO(KmQJ&2)20(*5$,WDOLD
+uQKThiết bị thử cường độ bám dính của cốt thép với bê tông
Kết quả thực nghiệm và thảo luận được trích từ kết quả nghiên cứu dựa trên quy hoạch thực nghiệm
Kết quả thực nghiệm ứng với các tuổi nghiên cứu 32, 360 và 688 ngày bảo dưỡng >@
Cường độ bám dính giữa cốt Whép với bê tông ở môi trường tự Theo Hình 7, tương quan giữa cường độ EiP GtQK 𝞽𝞽+7
- Yj
nhiên và đối chứng thời gian (x) trong điều kiện môi trường tự nhiên ven biển cho ở với
phương trình:
Mẫu điển hình sau khi thử độ bám dính giữa cốt thép với bê tông 𝞽𝞽+7 \ H[
-
ở Hình cho thấy dạng phá hủy liên kết giữa cốt thép với bê tông là
Go mất liên kết của lực bám dính. Ngoại quan mẫu cho thấy phần cốt
thép nằm trong bê tông chưa chưa có dấu hiệu bị ăn mòn và phần cốt
thép thép phía bên ngoài có dấu hiệu bị gỉ sét nhẹ
Kết quả thử
-
cường độ bám dính của cốt thép trên mẫu bảo
dưỡng trong điều kiện thực tế, mẫu đối chứng và chênh lệch kết quả
cho ở Bảng và được minh họa ở Hình 7 và Hình 8. Kết quả ở Bảng
+uQKNgoại quan thanh cốt thép của mẫu thử độ bám dính sau khi thử
JOMC 51
nguon tai.lieu . vn
